RFID/NFC天線線圈CST仿真實例（2） - 匹配電路，負載和功率距離
上期我們看了兩個RFID線圈的簡單設置，參數掃描，以及后處理提取耦合系數K。這期我們繼續用同樣的模型，看看加上匹配電路后，如何獲得傳遞功率。
1. 單端單頻的快速匹配50歐姆
進入電路環境：
運行宏mini match：
輸入50歐姆和匹配頻率，點擊place LC elements in schematic生成電路：
下面我們查看匹配電路的效果，添加S參數任務：
再添加參數掃描任務，將S參數任務拖拽進參數掃描任務：
參數掃描設置：
掃描結束后查看結果，可見匹配電路是運行宏的時刻針對當時的參數進行的匹配，也就是初始Z=30。當Z減少很多時，匹配電路效果變差很多。
2. 單端單頻的阻抗匹配+IC阻抗
以上是匹配到50歐姆，我們也可以用實際的端口阻抗，比如測量或其他仿真的S1P格式。下面我們克隆一份三維模塊，繼續演示：
同理，還是用宏來生成匹配50歐姆電路：
我們進入S參數任務修改端口阻抗：
我們將端口4的阻抗設置成導入文件，這個就可以是具體IC的負載阻抗。我們這里用的S1P文件阻抗約25歐姆。端口3是匹配端口。
開始掃描參數：
查看端口阻抗：
這里匹配電路的生成還是基于Z=30初始值和50歐姆的，所以改動端口3和4匹配稍差一些，但也算能工作：
有了匹配電路和負載阻抗，我們就可以用上期的方法，AC任務提取耦合系數，這個就跳過了。下面我們看看傳輸功率，需要AC任務：
這里我們激勵端口1和3，然后看端口2和4負載接收的功率：
同樣掃描距離參數：
得到電壓電流結果：
添加AC中的后處理任務：
端口1輸入功率（mW）：
端口3輸入功率（mW）：
端口2輸出功率（mW）：
端口4輸出功率（mW）：
注意這些功率用的電流是共軛形式。重新掃描參數，計算這些功率曲線：
這里觀察這些功率的峰值變化趨勢也很有用。為了簡單直接，我們用后處理提取13.56MHz一個頻點的功率查看。其實這里能預測到，這樣的多曲線結果在一個頻點的值不一定是線性的。
查看兩個輸入功率，雖然兩個情況的匹配都是Z=30最好，輸入功率最高，但是注意我們的匹配電路沒變，還是適合50歐姆負載的，所以用不同端口4負載時，P3輸入功率曲線可以不同，峰值位置不一定和端口1的峰值位置相同。我們只是比較幸運得到了線性結果，并且兩個負載情況的曲線趨勢類似而已。所以，實際操作需要考慮具體負載，重新設計匹配電路。
我們再看輸出功率，峰值不在Z=30的匹配位置了。Z<15時，功率下降就是因為匹配的性能變差（我們匹配在Z=30）；Z>15時，功率下降是因為距離越來越遠。同樣道理適用于端口4的曲線；只是用不同端口4負載時，P4的輸出功率曲線可以不同于下面截圖，峰值位置不一定和P2的峰值位置相同。所以再次強調，實際操作需要考慮具體負載，重新設計匹配電路。
若RFID讀取的最小功率要求0.3mW，加個標尺我們就能獲得RFID讀取的距離范圍了：
小結：
1. 阻抗匹配要看S參數，所以用電路中的S參數任務。單端口窄頻的匹配較容易，兩個元件就好，但是性能不夠優化。本案例也可使用優化器優化匹配電路，使其在大范圍變化的Z和負載時也能保持匹配性能。更好的優化就是多端口同時優化，這個我們就不細說了。
2. 功率傳遞要看電壓電流，所以用電路中的AC激勵任務。P=UI*。
3. S參數任務和AC激勵任務中都可以修改端口的負載。
